这一实验结果让警方确定，犯罪嫌疑人很有可能就是利用楼顶的消防水袋做绳索，下到 31 楼，进入房间行凶的。而且从嫌疑人能够熟练使用消防水带，大胆地从高空下滑进入房间，可以判断出他是一个有着过人胆量和经过专门训练的人。此外，嫌疑人对大楼的环境如此熟悉，很可能就在这一区域工作过，或者曾经在这栋大厦工作过。
根据这些线索，警方立即在大楼附近展开了调查。他们挨家挨户地询问居民，在元旦前后是否发现一个形迹可疑的年轻人在附近出现过。这一问，果然有了收获。有人回忆说，当天有一个人走路行色匆匆，还不小心撞到了他的孙子，连句道歉的话都没说就快步离开了；还有人说，有个年轻人在凌晨三四点左右打了他的出租车，到地方后显得十分匆忙，连找的钱都没拿就下车跑了；还有人提到，有个大约 25 岁左右的年轻人，在事发后几天，曾多次从大厦出来，买过几回烤红薯吃，神色慌张，总警惕地观察着周围。
警方将这些线索仔细梳理，发现它们都指向了同一个人 ，此人叫丁国里。
丁国里，25 岁，湖北省广水市人，曾经在这个大厦里打过工，后来因为表现不好被辞退。如今，他不知去向，案发后也没有出现在熟悉的人面前，行踪十分可疑。警方判断，如果犯罪嫌疑人是丁国里，面对铺天盖地的新闻报道，他不可能无动于衷，现在他可能有三种情况：一是继续隐藏在市区内；二是潜逃回了老家；三是逃往了外地。
为了尽快找到丁国里，警方迅速获取了他的相貌特征，决定先到他的老家去一探究竟，或许能从那里获取一些关键线索 。
警方迅速行动，天河公安局派出四人乔装成做药材生意的商人，奔赴丁国里的老家湖北广水市。一路上，他们舟车劳顿，心中却满怀期待，希望能在丁国里的老家找到关键线索。抵达后，他们找到了丁国里的父亲，然而从与他父亲的交谈中，警方并未得到丁国里的下落，这让他们有些失望。
但办案民警没有轻易放弃，他们继续在村里走访调查。幸运的是，从其他村民口中得知，村里的年轻人大多在东莞的某一个镇上工作。这一信息让警方看到了希望，他们推测丁国里作案后有可能也去了东莞的这个镇上找老乡。
随后，他们立即与上级取得联系，汇报了这一重要信息。专案组对这条线索高度重视，一方面派警力在广州市内继续搜查，不放过任何一个可能的藏身之处；另一方面，迅速组织警力前往东莞展开调查。
警方抵达东莞后，马不停蹄地开始走访调查。东莞人口众多，人员复杂，要在这里找到丁国里，犹如大海捞针。但警方没有退缩，他们一家工厂接着一家工厂地走访，一个人接着一个人地询问。经过多天的努力，虽然没有发现丁国里的踪迹，但他们得到了一条重要消息 —— 丁国里可能在广州黄浦区打工。
广州黄浦区工厂林立，有上千家工厂，想要在如此庞大的区域内找到丁国里，难度可想而知。但警方通过调查发现，丁国里有一个未婚妻，就在广州黄浦区的某家工厂打工。这无疑是一个关键突破口，警方决定从他的未婚妻入手。
办案人员悄悄来到未婚妻所在的鞋厂，没有惊动她，而是选择在她下班之后悄悄跟踪。1999 年 1 月的一天，未婚妻下班后，像往常一样走在回家的路上。当她走到一个银行门口时，突然停下脚步，转身走进了银行。几分钟后，她从银行走了出来。警方兵分两路，一路人继续跟踪未婚妻，另一路人走进银行进行查询。
经过查询得知，未婚妻刚刚存了 1000 元的港币，这与案发现场陈旭然钱包内的钱币基本吻合。这一发现让警方更加确信丁国里与案件有关，而且他很可能就躲藏在附近。虽然丁国里没有出现，但警方已经基本掌握了他的情况，他的嫌疑已基本不可排除。
得到这一重要消息后，警方迅速布控。他们将周围的环卫工人都换成了便衣民警，这些民警乔装成环卫工人，手持扫帚，看似在认真打扫街道，实则时刻警惕着丁国里的出现。他们分散在各个角落，眼睛紧紧盯着周围的一举一动，不放过任何一个可疑人员。
1999 年 1 月 15 日上午 11 点左右，阳光洒在广州黄埔区的街道上，一切看似平常。伪装成环卫工人的民警们眼睛紧盯着周围，不放过任何一个细节。突然，一个穿着天蓝色夹克的年轻人进入了他们的视线，此人正是丁国里。
丁国里像往常一样，走到一个报摊前，准备买份报纸。就在他伸手拿报纸的瞬间，伪装成环卫工人的民警迅速向停在路边的汽车挥了挥手。刹那间，十几名荷枪实弹的民警从车里冲了出来，如猛虎扑食般迅速将丁国里围住。丁国里被这突如其来的一幕吓得脸色苍白，双腿发软，还没等他反应过来，冰冷的手铐已经铐住了他的双手，他被民警押上了车。
丁国里被带回审讯室后，心理防线迅速崩溃，很快便交代了自己的作案过程。原来，他只是一个普通的打工者，却被贪婪蒙蔽了双眼，一心想着不劳而获，通过盗窃发一笔横财。他看到天城大厦里进进出出的都是豪车，便断定这里住的都是有钱人，于是选择在这里蹲点，寻找作案目标。经过多天的观察，他盯上了经常独自开车回家、打扮时尚的陈旭然，认为她肯定有钱。
1998 年 12 月 29 日晚上，丁国里觉得时机已到，决定动手。他大摇大摆地走进大厦电梯，没人注意到他。到达顶层后，他又跑上天台，再次检查了早已准备好的消防水带。凌晨时分，整个城市陷入沉睡，丁国里开始行动。他以消防水带为绳索，迅速下到 31 楼窗户边的空调外机上，一切比他想象的还要顺利。他蹑手蹑脚地打开房间窗户，溜进卧室。
然而，黑暗中他不小心碰掉了一个东西，东西掉在地上发出的脆响惊醒了陈旭然。陈旭然起身大声询问是谁，丁国里被发现后，顿时慌了神，为了不让陈旭然呼救，他本能地冲过去，用手紧紧扼住她的脖子，并拿出随身携带的刀子威胁她不要出声。但陈旭然出于本能进行反抗，慌乱中丁国里用手中的刀子刺向了她。陈旭然拼命向客厅跑，却被丁国里再次扼住脖子，倒在了地上。
丁国里在房间里慌乱地搜寻贵重物品，就在这时，苏醒过来的陈旭然一把抓住了他，并大声呼救。丁国里惊恐万分，再次扼住陈旭然的脖子，直到她没了呼吸。为了不被发现，他随手拿了一个钱包藏在身上，匆匆顺着消防水带爬上天台，将消防水带复原后，乘坐电梯到达地下室。在地下室，他把钱包里的东西搜出来装进兜里，扔掉了钱包。回到出租屋，他才发现钱包里只有几千元港币。
案发后，丁国里心怀侥幸，认为最危险的地方就是最安全的地方，便继续躲藏在广州市内。他密切关注着案件的进展，当看到一切趋于平静后，他以为风头已过，便忍不住和未婚妻接上了头，却没想到警方早已盯上了他们 。
至此，这起震惊广州的案件终于真相大白，丁国里为自己的贪婪和残忍付出了代价，而陈旭然却再也无法回到她热爱的舞台和生活中。